基于穩(wěn)健設(shè)計(jì)的車(chē)身部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、車(chē)身作為汽車(chē)的四大總成之一，對(duì)整車(chē)性能有著十分重要的影響。隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)車(chē)身性能的要求也越來(lái)越高，車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)一直是汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。事實(shí)上，在車(chē)身的制造和使用過(guò)程中存在許多不確定性因素，如制造精度、材料特性以及環(huán)境條件等。傳統(tǒng)的車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，忽視了這些不確定性因素的影響，導(dǎo)致在某些條件下設(shè)計(jì)會(huì)超出約束條件而失效。隨著穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法在許多領(lǐng)域的科研和生產(chǎn)中取得了極其顯著的效果，研究人員也將穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法引入到汽

2、車(chē)工業(yè)中。本文將穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于車(chē)身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)組合近似模型方法的研究。通過(guò)數(shù)值算例，研究了組合近似模型方法的可行性，并對(duì)其預(yù)測(cè)精度進(jìn)行了驗(yàn)證。研究結(jié)果表明:組合近似模型與單一近似模型相比，雖然預(yù)測(cè)精度沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)抽樣方法不敏感，有更好的穩(wěn)定性。在構(gòu)建組合近似模型時(shí)，選用精度較高的單一近似模型，有利于提高組合近似模型的預(yù)測(cè)精度。
　　 (2)基于雙響應(yīng)面法，對(duì)車(chē)身的碰撞安全性

3、進(jìn)行穩(wěn)健性?xún)?yōu)化。以某轎車(chē)前部薄壁結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)健性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。針對(duì)已有研究中只考慮單一類(lèi)型的不確定性因素的不足，本文同時(shí)考慮了板件尺寸和材料參數(shù)的不確定性，并提出了一種新的質(zhì)量特性均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算方法。在構(gòu)建響應(yīng)值的近似模型時(shí)，采用了組合近似模型方法。優(yōu)化前后的結(jié)果對(duì)比表明:經(jīng)穩(wěn)健性?xún)?yōu)化后，前縱梁的碰撞性能指標(biāo)不僅滿足設(shè)計(jì)要求，而且各項(xiàng)性能指標(biāo)的穩(wěn)健性也得到提高，并且實(shí)現(xiàn)了減重的目的。
　　 (3)基于田口方法，對(duì)車(chē)

4、門(mén)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)健性?xún)?yōu)化。研究了材料參數(shù)以及載荷工況的波動(dòng)，對(duì)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)性能的影響。通過(guò)田口穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法，找出了對(duì)車(chē)門(mén)下垂剛度和一階固有頻率影響最大的車(chē)門(mén)板件。在保證車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)性能滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，通過(guò)合理的車(chē)門(mén)板件厚度組合，使車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)健性提高，同時(shí)減輕了車(chē)門(mén)重量。
　　 本文的研究結(jié)果表明，采用穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法，不僅能使車(chē)身結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)得到優(yōu)化，而且還能降低不確定性因素的影響，提高車(chē)身結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)健性，具有較強(qiáng)的工程實(shí)用性